作业里写「最小的自然数是 1」,被老师打了个叉,家长在群里争了半天。这个问题不是谁记错了,是教材改过定义。
自然数最早是用来数物体个数的,0、1、2、3 都属于这一类。国内现行教材把 0 也收了进去,所以最小的自然数是 0。整数里去掉负整数,剩下的就是自然数。这套定义不是数学上的唯一标准,只是教材选择了其中一种。
现在的小学教材从 0 数起
国内现行义务教育教材里,自然数包括 0,也就是 0、1、2、3 一直往下数。早些年的教材把 0 排除在外,从 1 开始,家里长辈的印象大多来自那个版本。两种说法在数学上都有人用,有的国家教材干脆把 0 单列出去,国际上没有统一强制,考试只认本册教材。小学阶段一般只要求记住 0 是最小自然数,不涉及集合符号。
自然数和整数差在哪
整数包括正整数、0 和负整数,自然数只取前两部分。所以每个自然数都是整数,但不是每个整数都是自然数,-1、-2 这些负数在自然数里找不到。理清这层关系,判断题就不容易错。自然数集是无限集,写不完,题目里说的个数都指有限范围。
N 和 N* 的区别
到了高中和大学,符号 N 有时指正整数集,有时指非负整数集,不同书不一样。看到 N* 或者 N+,一般表示去掉 0 的正整数。做题时以本册教材的定义为准,别拿另一本书的写法去套。写作业遇到符号拿不准,翻回章节开头的定义最保险。
几个容易糊涂的边界
- 0 是自然数,也是偶数,但它既不是正数也不是负数
- 自然数都是整数,整数里还有负整数,比如 -3 就不在自然数里
- 自然数没有最大的,想数多大都有更大的
- 分数和小数不算自然数,哪怕 2.0 看着像整数
常见判断题还有「最小的正整数是几」,答案是 1,别和最小自然数混。还有「比 3 小的自然数有几个」,答案是 0、1、2 三个,漏了 0 就错。「自然数包括奇数和偶数吗」,包括,0 除以 2 余 0,所以也算偶数。负数不在自然数范围里,初学时常拿 -1 来设陷阱。
编程里也一样,很多语言从 0 开始计数,数组下标就是 0、1、2,Python 的 range(5) 生成 0 到 4 正好五个数。实际做题先看课本扉页的定义,再看老师上课怎么讲,两处不一致就以老师为准。